Study on a Low-Cost and Large-Scale Environmentally Adaptive Protocol Stack of Nuclear and Space Wireless Sensor Network Applications Under Gamma Radiation

Σε αυτή τη Διδακτορική Διατριβή μελετάμε το πρόβλημα της παρακολούθησης και πρόβλεψης της εξέλιξης συνεχών αντικειμένων (π.χ. καταστροφικά περιβαλλοντικά φαινόμενα που διαχέονται) με τη χρήση Ασυρμάτων Δικτύων Αισθητήρων (ΑΔΑ) ευρείας κλίμακας. Προτείνουμε μια ευέλικτη αλλά και πρακτική προσέγγιση με δύο κύρια συστατικά: α) Ασύγχρονο συνεργατικό αλγόριθμο ΑΔΑ που εκτιμά, χρησιμοποιώντας δυναμικά σχηματιζόμενες ομάδες από τρεις συνεργαζόμενους κόμβους, τα τοπικά χαρακτηριστικά της εξέλιξης (διεύθυνση, φορά και ταχύτητα) του μετώπου, καθώς και β) Αλγόριθμο που ανακατασκευάζει το συνολικό μέτωπο του συνεχούς αντικειμένου συνδυάζοντας την πληροφορία των τοπικών εκτιμήσεων. Επιπλέον, ο αλγόριθμος ανακατασκευής, εκμεταλλευόμενος την δυνατότητα εκτίμησης της αβεβαιότητα ως προς τα τοπικά χαρακτηριστικά εξέλιξης, μπορεί να προβλέπει και την πιθανότητα το κάθε σημείο της περιοχής να έχει καλυφθεί από το συνεχές αντικείμενο σε κάθε χρονική στιγμή. Μέσω πλήθους προσομοιώσεων επικυρώσαμε την ικανότητα του συνεργατικού αλγορίθμου να εκτιμά με ακρίβεια τα τοπικά χαρακτηριστικά εξέλιξης πολύπλοκων συνεχών αντικειμένων, καθώς και την ευρωστία του σε αστοχίες των αισθητηρίων κόμβων κατά την επικοινωνία τους αλλά και λόγω της πιθανής ολοσχερούς καταστροφής τους. Τέλος, παρουσιάζουμε τη δυνατότητα του αλγορίθμου ανακατασκευής να παρακολουθεί με ακρίβεια την εξέλιξη μετώπων συνεχών αντικειμένων με πολύπλοκα σχήματα, χρησιμοποιώντας σχετικά μικρό αριθμό τοπικών εκτιμήσεων στις οποίες μπορεί να έχει υπεισέλθει και σημαντικό σφάλμα.

Download Full-text

Paired Characterization and Preliminary Correction of Low-Cost Soil Moisture Sensors for Wireless Sensor Network Application

Advanced Materials Research ◽

10.4028/www.scientific.net/amr.317-319.1805 ◽

2011 ◽

Vol 317-319 ◽

pp. 1805-1809

Author(s):

Zhi Jie Ye ◽

Tian Sheng Hong ◽

Tao Wen ◽

Zhen Li

Keyword(s):

Wireless Sensor Network ◽

Electric Conductivity ◽

Sensor Network ◽

Low Cost ◽

Field Application ◽

Wireless Sensor ◽

Network Applications ◽

Soil Moisture Sensors ◽

Effects Of Temperature ◽

Future Work

In order to fulfill the need of minimizing sensor cost and characterizing sensor agricultural application for the promising wireless sensor network technology, this paper evaluates a pair of SMC sensors (EC-5 and 5TE) under some laboratory experiments which is based on a standardized sensor characterization methodology using liquid medium with a known standard water content. The results showed that the electronics of the EC-5 and the 5TE are sensitive to temperature, electric conductivity and pH variations and it is concluded that both the 5TE sensor and the EC-5 sensor are suitable for wireless network applications. Moreover, the results of this paper also suggested that the effects of temperature, electric conductivity and pH on the sensor measurement ability have to be compensated using the appropriate correction functions. Future work will focus on the field application of these sensors and their correction effects in more detail to derive more general correction functions.

Download Full-text

Performance analysis of IEEE 802.15.4 and ZigBee for large-scale wireless sensor network applications

Proceedings of the 3rd ACM international workshop on Performance evaluation of wireless ad hoc, sensor and ubiquitous networks - PE-WASUN '06 ◽

10.1145/1163610.1163619 ◽

2006 ◽

Cited By ~ 71

Author(s):

Mikko Kohvakka ◽

Mauri Kuorilehto ◽

Marko Hännikäinen ◽

Timo D. Hämäläinen

Keyword(s):

Wireless Sensor Network ◽

Performance Analysis ◽

Sensor Network ◽

Large Scale ◽

Ieee 802.15.4 ◽

Wireless Sensor ◽

Network Applications

Download Full-text

The Design of Wireless Sensor Network System for the Subway Environment Monitoring

Applied Mechanics and Materials ◽

10.4028/www.scientific.net/amm.373-375.752 ◽

2013 ◽

Vol 373-375 ◽

pp. 752-757

Author(s):

Zhong Hu Yuan ◽

Xiu Zhen Yu ◽

Wen Wu Hua

Keyword(s):

Wireless Sensor Network ◽

Sensor Network ◽

Communication Technology ◽

High Reliability ◽

Low Cost ◽

Wireless Sensor ◽

Protocol Stack ◽

Test Results ◽

Security Environment ◽

Hardware Circuit

This paper has designed a wireless sensor network (WSN) system which is suitable for the subway security environment. The system uses ZigBee wireless communication technology to form a network, uses the chip CC2530 as the core processor to design the hardware circuit for the network node, and the design of the embedded software is based on Z-Stack protocol stack. Through analyzing the factors having affection on the security environment, the system collects a variety of environmental information with some sensors, and completes the design of the sensor modules. The test results show that this system has the characteristics of low-power, low-cost and high reliability.

Download Full-text